牲畜存活状态检测装置的制作方法

本实用新型涉及畜牧养殖领域，尤其涉及一种牲畜存活状态检测装置。

背景技术：

当今农业生产依然是人类社会发展的立根之本，农业规模的不断扩大，产业产出能力的不断提高，是解决人口增加下，社会正常运转的基本保障。畜牧业作为农业的一大支柱与关键组成，一直输出着所有人日常生活的食物开销的极大部分，从奶制品，肉制品再到皮毛纺织制品，都与人们衣食住行息息相关。

传统的畜牧产业中，绝大多数的养殖场车间均采用人工养殖的方法，即使在一些自动化养殖车间内，也仅仅能提供养殖环境监控、养殖条件的异常波动检测等手段，或者额外再加上根据环境检测结果进行一定的反馈控制。在畜牧养殖中，病弱牲畜的有效控制是提高产出比的有效手段，而死亡牲畜检测是病弱牲畜检测中的一个重要的检测指标，若不及时检测出病死牲畜，则容易引发疫病，危害正常牲畜，因此死亡牲畜检测，对监控牲畜的健康状况和成长周期有非常重要的实际生产意义。

现有技术往往通过人工监视的热成像图像并配合巡检来发现病死牲畜，而通常大多数是由人工巡检的方式检测发现，饲养员巡检牲畜圈舍内牲畜的状态，若发现死亡牲畜则运出牲畜圈舍，此过程费时费力，不利于集约化生产。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种牲畜存活状态检测装置，将图像采集和温度传感结合，并配合传动控制技术，以此克服现有牲畜存活状态检测过程中的诸多问题，如生产管理效率低、容易导致疾病蔓延、人工成本较过高等。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种牲畜存活状态检测装置，包括：固定部件、控制部件、传动部件、图像采集部件以及用于远程监测牲畜体温的温度传感部件；

控制部件分别与传动部件、温度传感部件以及图像采集部件电信号连接；

固定部件安装在圈舍上方，图像采集部件设置于固定部件的下部且朝向圈舍；

传动部件设置在固定部件上，温度传感部件设置在传动部件的一端；

所述控制部件通过所述图像采集部件获取整个圈舍区域的图像数据、通过控制所述传动部件调整所述温度传感部件的探测方位以及通过所述温度传感部件获取目标牲畜的体温数据用于检测牲畜存活状态。

可选地，传动部件包括第一舵机以及第二舵机；

第一舵机与固定部件通过第一转动轴连接；

第二舵机与第一舵机通过第二转动轴连接，温度传感部件设置在第二舵机的一端。

可选地，传动部件还包括用于使第一舵机以及第二舵机平稳运动的固定盘；

固定盘安装在固定部件上，并与所述第一转动轴连接。

可选地，第一舵机以第一指定方向且在第一指定角度范围旋转，第二舵机以第二指定方向且在第二指定角度范围旋转；

通过第一舵机和/或所述第二舵机的旋转，使温度传感部件的探测范围覆盖整个圈舍区域。

可选地，图像采集部件包括：用于采集整个圈舍区域图像的全景镜头。

可选地，温度传感部件为非接触式红外测温传感器。

可选地，牲畜存活状态检测装置上还设有与控制部件电信号连接的传动控制校验部件；

传动控制校验部件用于检验传动部件的运动位置，和/或用于检验温度传感部件的探测方位。

可选地，传动控制校验部件包括激光发射器，激光发射器安装在传动部件上且与温度传感部件相邻，或者激光发射器安装在温度传感部件上；

激光发射器的光束朝向与温度传感部件的探测朝向相同。

可选地，牲畜存活状态检测装置还包括可调节高度的支撑部件；

支撑部件的一端装于圈舍的舍顶中央或地面中央，支撑部件的另一端与固定部件固定连接。

可选地，控制部件安装在固定部件上或集成在固定部件内部；

控制部件通过内置处理算法进行直接操控，或者控制部件与内置处理算法的远程服务器进行数据通信。

本实用新型打破传统思路，在圈舍上方设置图像采集和温度传感部件，并结合传动控制，以此可以有效监控牲畜的体温(均知，体温可用于进行存活状态检测)，克服现有牲畜存活状态检测过程中的诸多问题，从而提高生产管理效率，尤其大大地节省人力成本。

附图说明

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为本实用新型提供的牲畜存活状态检测装置的实施例的示意图；

图2为本实用新型提供的牲畜存活状态检测装置的一较佳实施例的示意图；

图3为本实用新型提供的牲畜存活状态检测装置的另一较佳实施例的示意图。

附图标记说明：

1固定部件2第一舵机3第二舵机4温度传感部件

5图像采集部件6控制部件7传动控制校验部件8固定盘

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型针对现有的在畜牧养殖行业检测牲畜存活状态时存在的技术缺陷，提供了一种牲畜存活状态检测装置的实施例，如图1所示，提供了该实施例的电信号连接关系，该实施例(结合图2示例)至少包括固定部件1、控制部件6、传动部件、图像采集部件5以及用于远程监测牲畜体温的温度传感部件4，其中，电信号连接关系可以是控制部件6分别与传动部件、温度传感部件4以及图像采集部件5电信号连接，上述电信号连接关系在本实用新型附图中以箭头示意但不限于电信号或数据包的传输方向。

接续上文，所述控制部件可以但不限于采用cpu为armcortexa系列处理器的控制器。arm公司的cortex-a系列处理器支持arm、thumb和thumb-2指令集，适用于具有高计算要求、运行丰富操作系统以及提供交互媒体和图形体验的应用领域。在实际操作中，控制部件可以但不限于包含csi接口、iic接口、rj45/wlan接口，且其中处理器可搭载linux操作系统，具有256m以上运行内存，并安装了相应设备驱动程序以及云平台软件。所述csi接口是相机串行接口，通常用于从cmossensor、videoencoder或其它视频输出设备收集数据，例如在本实施例中控制部件6可以通过csi接口与图像采集部件5连接，由此捕获圈舍静态图片，并将静态图像数据存储于其运行内存当中；所述iic接口是集成电路总线接口，iic总线是飞利浦公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线，它支持多主控，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。例如在本实施例中控制部件6可以通过iic接口与传动部件连接，并控制传动部件运转到所需位置；所述rj45/wlan接口是网络接口，控制部件6可通过板载rj45以太网接口或wlan无线接口连接后台，诸如云服务器等，因而可以将采集的静态图像数据发送至云服务器，并接收回传结果，云服务器可以采用faster-rcnn、fpn网络等处理工具并采用现有的图像检测技术锁定目标牲畜(例如躺卧状态的牲畜)的坐标信息或确定出目标框。

本实用新型针对传动部件的运行方式，提供了一个基于前述实施例的优选实施方案，结合图2所示，提供了该优选实施例的结构示意，该实施例至少包括固定部件1、控制部件6、传动部件、图像采集部件5以及用于远程监测牲畜体温的温度传感部件4，其中传动部件具体可以包括第一舵机2以及第二舵机3。机械连接方式可以但不限于：固定部件1安装在圈舍上方，图像采集部件5设置于固定部件1的下部且朝向圈舍；第一舵机2与固定部件1通过第一转动轴连接，第二舵机3与第一舵机2则通过第二转动轴连接，温度传感部件4设置在所述第二舵机3的一端。图2中控制部件6设置在固定部件1之内仅为参考示意，实际操作中控制部件6还可以设于固定部件1上或在本检测装置之外(实施时可通过布设线缆进行电气连接和操控)；固定部件1安装在圈舍上方的目的是便于图像采集部件5捕获圈舍的全景画面数据；设置第一舵机2以及第二舵机3是源于两个自由度的云台控制技术，因而本实用新型并不限定舵机的数量，如需多自由度操控时，还可以加设舵机，目的皆是通过上述控制部件6操控所述传动部件以调整所述温度传感部件4的探测方位，从而可以精确获取到牲畜用于检测牲畜存活状态的体温数据，工作时，控制部件6可以通过内置处理算法进行直接操控，也可以与内置处理算法的远程服务器进行数据通信，当然，本领域技术人员可以理解的是，控制舵机进行运转以使温度传感部件4锁定目标牲畜的驱动技术，已有现有的云台技术作为参考，而获得牲畜位置数据的目标检测技术也已应用于现有的图像处理应用之中，对此本实用新型不作赘述。

具体来说，前述第一舵机2可以但不限于采用单轴倾转数码舵机，其第一转动轴位于舵机的中心并与固定部件1安装在一起，第一舵机2的运转方式可以以第一指定方向(取决于转动轴的安装角度和位置)且在第一指定角度范围旋转，例如可设置绕轴旋转的角度大于等于180度；而前述第二舵机3同样可以但不限于采用单轴倾转数码舵机，其第二转动轴安装在第一舵机2的一端，具体可以是第一舵机2远离固定部件1的一端，这里需作区分的是，取决于由第一舵机2和第二舵机3构成的云台结构，虽然二者皆采用单轴作为转动轴，但以附图示例而言，第一舵机2的第一转动轴是单轴单侧齿轮固定连接方式，而第二舵机3的第二转动轴是在单轴的两端通过齿轮固定连接，也即是可以理解为第二舵机3的第二转动轴穿设于第一舵机2的本体或相关部位，以使得第二舵机3的运转方式可以以第二指定方向(取决于转动轴的安装角度和位置)且在第二指定角度范围旋转，例如可设置绕轴旋转的角度大于等于90度，再结合温度传感部件4在安装时预设的初始位置(例如初始状态下温度传感部件4的测温点的垂线垂直于圈舍地面)，从而按上述设置的双自由度云台——传动部件，可使温度传感部件4的探测范围覆盖整个圈舍区域，本领域技术人员可以理解的是上述舵机的结构和设置方式均是示意性的，可以在实际操作中根据实际需求(例如云台的旋转维度和角度等)进行适应性调整。这里需要进一步说明的是，上述数码舵机为优选方案，其区别于传统的模拟舵机，数码舵机的优势在于只需要发送一次pwm信号就能保持在规定的某个位置，而模拟舵机需要给它不停的发送pwm信号，才能让它保持在规定的位置或者让它按照某个速度转动。并且基于此，在实际操作中，驱动上述舵机转动的驱动芯片可以采用现有的12位分辨率的pmw驱动芯片，当然其他精度更高的如16位分辨率的驱动芯片同样可以安装在本装置中，在本实施例中对此不作限定，但可以指出的是，该驱动芯片可以包含于前述控制部件6其中。

关于温度传感部件4可以但不限于采用检测范围为0-100摄氏度、光学分辨率为d:s＝20:1、响应时间为150ms的非接触式红外测温传感器，但需知上述参数取决于实际所需。工作时，温度传感部件4在前述舵机的带动下可以获取圈舍内目标牲畜的体温数据，并通过前述iic接口传回控制部件6。在本实施例中，温度传感部件4具体可以采用点阵式红外测温传感器或矩阵式红外测温传感器等多种类型以及不同型号规格的非接触式红外测温传感器，本实用新型中对此不作限定。而前述图像采集部件5可以但不限于采用全景相机、360°摄像头，用于采集整个牲畜活动区域的圈舍图像。在具体实施中，可以但不限于选择全景镜头的焦距为2.8mm，水平视场角大于等于110度，垂直视场角大于等于70度的相机。当然，本领域技术人员可以理解的是，也可以采用多个相机组合拍照的方式合成为一张图像来实现采集整个牲畜活动区域的圈舍图像的目的，此方式可参考现有技术，此处不再赘述。

前文提及，固定部件1可安装在圈舍上方，其优选方案为安装在圈舍中心点的上方，这样可以最大化地发挥本装置的作用，以较小的部件规格实现本装置的功能。同时，固定部件1的高度也决定了相关部件的选型以及实现本装置期待效果的优劣，关于固定部件1在圈舍中的安设方式后文将做说明。

综上，本实用新型打破传统思路，在圈舍上方设置图像采集和温度传感部件，并结合传动控制，以此可以有效监控目标牲畜的体温，从而进行牲畜存活状态的检测，由此便可以克服现有牲畜存活状态检测过程中的诸多问题，提高生产管理效率的同时极大节省了人力成本。

基于前述实施例及其优选方案，本实用新型提供了另一种较佳的实施方案，如图3所示，考虑到传动精确性及稳定性(其关系到远程体温检测精准与否)，在本实施例的牲畜存活检测装置中还包括传动控制校验部件7和固定盘8。

所述传动控制校验部件7与前述控制部件6电信号连接，作用可以是检验传动部件的运行位置，和/或用于检验所述温度传感部件4的探测方位。在本实施例中，主要以传动控制检验部件7检验所述温度传感部件4的探测方位为例进行说明。具体来说，可以但不限于采用一个或多个激光发射器，安装时可以将激光发射器安装在传动部件上(如第二舵机3)且与温度传感部件4相邻，或者还可以直接安装在温度传感部件4上，同时需保证激光发射器的光束朝向与温度传感部件4的探测朝向一致。这样，当温度传感部件4采集温度数据时，激光发射器可以发射一束激光，此时激光光束和探测方向是一致的，因此激光标记的牲畜与温度传感部件4采集的温度数据所对应的牲畜应是一致的。工作时，由前述图像采集装置采集到的圈舍区域图像可以利用现有技术分析、识别出该激光标记的位置坐标，也即是说如果激光光斑在目标牲畜上则证明温度传感部件4所采集的温度数据就是来自于目标牲畜，而非其他旁边的牲畜，上述图像分析过程可以由控制部件6或后台自动处理。如前文提及，在其他实施方案中传动控制检验部件也可以用于检验传动部件的运行位置，比如可以在前述舵机的转动轴上安装刻度盘，通过图像采集或自动识别舵机的旋转角度来检验传动部件是否运动到后台计算出的指定角度/位置，以此来实现上述校验功能。需说明的是，在具体实施过程中，传动控制校验部件7不限于此两种方式，只要可以实现检验传动部件的传动位置，和/或用于检验所述温度传感部件4的探测方位的功能，本领域技术人员均可以在本实用新型的启发下作相应拓展。

关于所述固定盘8，其可以安装在固定部件1上，并与第一舵机2的转动轴连接。其作用是使由舵机构成的云台在运动过程中保持平稳，例如承托第一舵机2的第一转动轴免于因重力影响导致下坠、偏向。在具体实施中，可以参照现有的双自由度云台，将上述固定盘8、第一舵机2以齿轮配合方式组装为一体，对此本实用新型不做限定。

最后，关于前文提及的固定部件1的设置方式可以补充的是，可在本装置中加设支撑部件，例如支架或吊具等形式，该支撑部件的一端可装于圈舍的舍顶中央或地面中央，而其另一端则与固定部件1固定连接。在优选实施方案中，该支撑部件还可以是手动或电动的可调节高度的伸缩杆，当然也可以是一种高度可调的悬挂吊绳等。通过该优选支撑部件，可以使前述装置实施方案在不更换其他部件规格的情况下具有更大的适用范围，以提升对不同面积、不同高度圈舍的灵活实用性。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，但以上仅为本实用新型的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本实用新型的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。